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Mitose

Mitose in der Genetik: Definition, Ablauf, Beispiele und wichtige Zusammenhänge einfach erklärt.

Deine Haut erneuert sich, Wunden heilen und aus einer befruchteten Eizelle kann ein ganzer Körper entstehen. Dafür müssen Zellen sich teilen und ihre Erbinformation sauber weitergeben. Mitose erklärt dir, wie aus einem Zellkern zwei Zellkerne mit gleicher Erbinformation werden.

Deine Lernziele
  • Ich kann erklären, wozu Mitose dient.
  • Ich kann Chromosom, Chromatid, Centromer und Spindelapparat unterscheiden.
  • Ich kann die Phasen Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase ordnen.
  • Ich kann Mitose und Zytokinese auseinanderhalten.
  • Ich kann Mitose von Meiose abgrenzen.

Warum Zellen Mitose brauchen

Wenn eine Körperzelle sich teilt, sollen beide neuen Zellen die vollständige Erbinformation erhalten. Sonst könnten sie ihre Aufgaben nicht zuverlässig erfüllen.

Definition

Mitose

Die Mitose ist die Teilung des Zellkerns bei eukaryotischen Zellen. Dabei entstehen zwei Tochterkerne mit gleicher genetischer Information.

Eukaryotische Zellen sind Zellen mit Zellkern, zum Beispiel Pflanzen-, Tier- und Pilzzellen. Bakterien haben keinen Zellkern und machen deshalb keine Mitose.

Mitose ist wichtig für Wachstum, Reparatur und ungeschlechtliche Vermehrung bei manchen Lebewesen. Bei Menschen läuft sie zum Beispiel in Hautzellen oder Darmschleimhautzellen häufig ab.

Merke

Mitose verteilt bereits verdoppelte Erbinformation gleichmäßig auf zwei neue Zellkerne.

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Vor der Mitose: Interphase

Die Mitose startet nicht aus dem Nichts. Vorher liegt die Zelle in der Interphase. In dieser Zeit wächst sie, arbeitet und verdoppelt ihre DNA. Bei vielen Zellen ist die Interphase der längste Abschnitt des Zellzyklus.

Definition

Interphase

Die Interphase ist der Abschnitt des Zellzyklus zwischen Zellteilungen. In der S-Phase der Interphase wird die DNA verdoppelt.

Nach der DNA-Verdopplung besteht jedes Chromosom aus zwei gleichen Schwesterchromatiden. Dann sprichst du von einem Zwei-Chromatid-Chromosom. Die Schwesterchromatiden hängen am Centromer zusammen. Erst dadurch kann in der Mitose später jede Tochterzelle eine Kopie bekommen.

Beispiel

Stell dir ein Arbeitsblatt vor, das vor dem Verteilen kopiert wird. Erst wenn zwei gleiche Exemplare vorliegen, kann jede Person eines bekommen. Ähnlich wird die DNA vor der Mitose kopiert, damit beide Tochterzellen vollständig ausgestattet werden.

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Wichtige Bauteile

Damit du die Phasen verstehst, brauchst du ein paar Fachwörter. Sie beschreiben, was im Zellkern sichtbar und bewegt wird.

Definition

Chromosom und Chromatid

Ein Chromosom ist eine geordnete Verpackungsform der DNA. Ein Chromatid ist eine Längshälfte eines verdoppelten Chromosoms. Ein Zwei-Chromatid-Chromosom besteht aus zwei Schwesterchromatiden; ein Ein-Chromatid-Chromosom aus einem Chromatid.

Das Centromer ist die Verbindungsstelle der Schwesterchromatiden. Dort sitzt der Kinetochor, an dem Spindelfasern anheften können. Der Spindelapparat zieht die Chromatiden später auseinander.

Definition

Spindelapparat

Der Spindelapparat ist ein Fasersystem, das Chromosomen in der Mitose bewegt und ihre Schwesterchromatiden zu entgegengesetzten Zellpolen zieht.

Merke

Vor der Trennung: Zwei-Chromatid-Chromosom. Nach der Trennung: jedes Chromatid ist ein Ein-Chromatid-Chromosom und wird als Tochterchromosom weitergegeben.

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Die vier Hauptphasen der Mitose

Die Phasen gehen in Wirklichkeit fließend ineinander über. Für die Schule ordnest du sie meist als Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase. Manche Darstellungen nennen zwischen Prophase und Metaphase noch die Prometaphase. Der Merksatz kann helfen: Pro, Meta, Ana, Telo.

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Beispiel

Du siehst im Mikroskop eine Zelle, in der alle Chromosomen ordentlich in der Mitte der Zelle aufgereiht sind. Das passt zur Metaphase. Bevor die Anaphase startet, wird geprüft, ob die Chromosomen richtig an den Spindelapparat angeheftet sind.

Merke

Metaphase: Mitte. Anaphase: auseinander. Diese zwei Wörter retten viele Aufgaben.

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Zytokinese: Aus einer Zelle werden zwei

Mitose meint streng genommen die Kernteilung. Danach oder am Ende davon wird auch das Zellplasma aufgeteilt. Dieser Schritt heißt Zytokinese.

Definition

Zytokinese

Die Zytokinese ist die Teilung des Zellplasmas. Sie führt dazu, dass aus einer Mutterzelle zwei getrennte Tochterzellen entstehen.

Bei Tierzellen schnürt sich die Zellmembran ein. Bei Pflanzenzellen entsteht in der Mitte eine neue Zellplatte, aus der eine neue Zellwand wird. Das liegt daran, dass Pflanzenzellen eine feste Zellwand haben.

Beispiel

Nach der Mitose liegen zwei neue Zellkerne in einer Zelle. Erst wenn das Zellplasma getrennt wird, entstehen zwei eigenständige Tochterzellen. Deshalb unterscheiden Biologinnen und Biologen Kernteilung und Zellteilung.

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Mitose und Meiose nicht verwechseln

Mitose und Meiose sind beides Formen der Zellkernteilung. Ihre Ziele sind aber verschieden. Mitose erhält die Erbinformation. Meiose erzeugt Keimzellen mit halbiertem Chromosomensatz und genetischer Vielfalt.

Beispiel

Eine menschliche Hautzelle teilt sich durch Mitose. Aus einer diploiden Zelle entstehen zwei diploide Tochterzellen mit gleicher Erbinformation. Bei der Bildung von Eizellen oder Spermien läuft Meiose ab. Dabei entstehen haploide Zellen, die genetisch verschieden sind.

Merke

Mitose: zwei genetisch gleiche Tochterzellen. Meiose: vier genetisch verschiedene Keimzellen mit halbiertem Chromosomensatz.

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Prüfungsmodus

In Aufgaben musst du häufig Bilder oder Beschreibungen einer Phase zuordnen. Achte auf sichtbare Hinweise: Sind die Chromosomen nur verdichtet, liegen sie in der Mitte, werden sie getrennt oder entstehen neue Kerne?

Beispiel

Beschreibung: Eine Zelle zeigt zwei Gruppen von Chromatiden, die sich voneinander entfernen. Lösung: Das ist Anaphase, weil Schwesterchromatiden bereits getrennt wurden und zu den Polen wandern.

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Alles auf einen Blick

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Abschluss-Check

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Zusammenfassung

Mitose ist die Kernteilung eukaryotischer Zellen. Vorher wird die DNA in der Interphase verdoppelt, sodass jedes Chromosom aus zwei Schwesterchromatiden besteht. In der Prophase verdichten sich die Chromosomen, in der Metaphase liegen sie in der Zellmitte, in der Anaphase werden die Schwesterchromatiden getrennt und in der Telophase entstehen neue Zellkerne. Die anschließende Zytokinese teilt das Zellplasma. Ergebnis sind zwei Tochterzellen mit gleicher Erbinformation und gleichem Chromosomensatz wie die Ausgangszelle.